17

Введение.

Уникальный природный водоем нашей планеты - Каспийское море расположено на крайнем юго-востоке Европейской территории России Море лежит на границе двух крупных частей единого материка Евразии.Географические координаты крайних точек современ­ной акватории Каспийского моря (без Кара-Богаз-Гола): на севере — 47° 07' с.ш., на юге — 36° 33' с.ш.; на западе — 46° 43' в.д. и на востоке — 54°03'в.д.

Каспий занимает крупную и глубокую материковую депрессию в преде­лах самой обширной в Европе и СССР области внутреннего стока, не имеет связи с Мировым океаном, и уровень моря лежит на 28 м ниже уров­ня океана.

По размерам своей котловины Каспийское море — крупнейший на Зем­ле замкнутый водоем. Его общая площадь равна 378 400 км², что состав­ляет 18% общей площади озер земного шара и в 4,5 раза превышает пло­щадь второго по величине озера мира - Верхнего (84 100 км². Северная Америка) [Николаева, 1971; Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, 1974]. Вместе с тем площадь Каспийского моря соизмерима и даже значительно превосходит площадь некоторых морей Мирового океана:

Балтийского (387000 км²), Адриатического (139000 км²), Белого (87 000км²) [Атлас океанов, 1977, 1980].

Каспийскому морю. в целом присуще субмеридиональное простирание. Наибольшая протяженность его с севера на юг составляет 1030 км (по меридиану 50° 00' в.д.) . Наибольшая ширина достигает 435 км (по параллели 45°30'с.ш.), наименьшая - 196км (по параллели 40° 30'с.ш.).

Каспийское море — глубоководный водоем с сильно развитой шельфовой зоной. По величине максимальной глубины впадины — 1025 м — Кас­пий уступает лишь двум самым глубоким озерам мира — Байкалу (1620 м) и Танганьике (1435 м) [Малый атлас мира, 1981]. Средняя глубина Каспий­ского моря, рассчитанная по батиграфической кривой, равна 208 м.

Исходя из особенностей морфологического строения и физико-географи­ческих условий. Каспийское море принято делить на три части: Северный, Средний и Южный Каспий. За условную границу между Северным и Средним Каспием обычно принимают линию, соединяющую о-в Чечень с м. Тюб-Караган, а между Средним и Южным Каспием линию о-в Жилой—м. Куули В пределах Северного Каспия выделяют также западную и восточную части.

Для Каспийского моря, как и для любого замкнутого водоема, харак­терны значительные изменения природных условий, обусловленные комп­лексом климатических, гидрологических и геологических процессов, протекающих в пределах его водосборного бассейна. Среди компонентов природного комплекса моря весьма существенно изменяются морфомет-рия и топография водоема. Так, наблюдавшееся в 30-х годах текущего столетия уменьшение увлажненности в бассейне Каспия обусловило значи­тельное сокращение объема вод и резкое (1,8 м) понижение уровня моря. Это привело к сокращению площади водной поверхности, изменению конфигурации береговой линии, уменьшению глубин. В поледнее время наблюдается обратный процесс. Уровень Каспия из года в год возрастает что вызывает затопление огромных территорий.

ВОДНЫЙ БАЛАНС И УРОВЕНЬ МОРЯ.

Непостоянство уровня поверхности Каспийского моря — одна из главных особенностей его гидрологического режима. В вековом ходе уровня Каспийского моря выделяются циклические колебания различной продолжительности.

Вплоть до 30-х годов текущего столетия водный баланс Каспийского моря формировался под влиянием естественных климатических факторов, в результате их долговременных изменений. С середины 30-х годов на реках Каспийского бассейна началось интенсивное водохозяйственное строительство, влияние которого стало ощутимо сказываться в 50-е годы. К началу 70-х годов практически все крупные реки бассейна были зарегу­лированы, заполнены и пущены в эксплуатацию водохранилища. В резуль­тате этого уменьшился объем речного стока и изменилось его внутригодовое распределение. В 30-е годы уменьшение суммарного притока речных вод в Каспий не превышало 5—7 км³ в год, в настоящее время безвозврат­ные изъятия достигают в отдельные годы около 50 км³ в год. Следователь­но, помимо влияния климатических факторов, величина поверхностного притока в море испытывает ощутимое дополнительное влияние антропо-генной деятельности.

Исследование водного баланса за 1900—1982 гг. показало, что величины его приходной части почти все время были меньше, чем расходной, в основном за счет притока рек (табл. 1). Дефицит баланса, составивший в среднем 14 км³/год, обусловил общую тенденцию снижения уровня моря, продолжавшегося до 1977 г. включительно. Лишь в отдельные непродол­жительные отрезки времени приход воды в море превышал расход и проис­ходило повышение или стабилизация уровня (рис. 1).

Поверхностный приток в море складывается из стока рек Волги, Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры, малых кавказских рек и рек Иранского побережья. Волга, бассейн которой составляет около 40% территории водо­сборного бассейна Каспия, определяет основную часть поверхностного при­тока к морю, достигающую около 80% общего его объема.

Изменения многолетнего сезонного стока Волги в различные отрезки времени достигают значительных величин (табл. 2).

Благоприятные гидрометеорологические условия в бассейне моря, сложившиеся в начале столетия (1900—1929 гг.), обусловили значитель­ный приток речных вод к морю и относительно высокое положение его уровня (см. рис. 1). В 30-е годы в бассейнах Волги и Урала наблюдался затяжной маловодный период. Величина волжского стока сократилась до 200 км³ в год, в то время как в 1900—1929 гг. она достигала 250 км³ в год. Главная причина этой маловодности — потепление климата, охватив­шее все северное полушарие. В результате значительно уменьшилось коли­чество атмосферных осадков, главным образом осенне-зимних, форми­рующих основной объем стока Волги.

В период 1942—1969 гг. бассейну моря был присущ более умеренный климат, поэтому водоносность рек несколько увеличилась и темпы падения

Таблица 1. Составляющие водного баланса Каспийского моря

уровня замедлились. Однако в первой половине 70-х годов в бассейне Каспийского моря опять сложились неблагоприятные гидрометеорологи­ческие условия и произошло падение уровня моря до самой низкой отмет­ки за все время проведения инструментальных наблюдений — до —29,0 м (1977 г.). Величина суммарного речного стока в 1970—1977 гг. оказалась даже ниже, чем в период интенсивного падения уровня в 30-х годах. Сток Волги уменьшился до 207 км³/год и был ниже средней многолетней нормы за 1900-1982 гг. -238 км³/год.

Изменение характера увлажненности в бассейне Каспия, наступившее в конце 70-х годов, привело к увеличению атмосферных осадков, водо­носность Волги резко повысилась, и произошел быстрый подъем уровня моря (см. табл. 2, рис. 1).

За исследованный период (1900-1982 гг.) разность между макси­мальным и минимальным поверхностным притоком в море составляет 260 км³. Наибольший суммарный поверхностный приток — около 460км³ - отмечался в 1926г., а наименьший - 200 км³ - в 1975 г.

Внутригодовое распределение поверхностного притока в Каспий, несмот­ря на различие физико-географических условий речных бассейнов и специ­фические особенности годового стока отдельных рек, почти полностью соответствует внутригодовому распределению стока Волги, составляю­щего основную долю общего притока в море.

В течение года четко выделяется максимум стока в мае—июне, в период прохождения половодья. В это время в море ежемесячно поступает

Рис. 1. Многолетние изменения стока Волги (км³/год) (д), уровня моря (м БС) (б): 1 — фактический, 2 — естественный

17—26% величины годового стока. Меньше всего речной воды поступает в зимние месяцы: в январе—феврале 3—7% годового стока.

Интенсивное использование водных ресурсов рек, начавшееся с 50-х годов, привело к уменьшению величины поверхностного притока в море, его внутригодовому перераспределению и, как следствие, к дополнитель­ному снижению уровня моря (см. рис. 1). В 70-х годах уменьшение вели­чины волжского стока за счет безвозвратных изъятий на народнохозяйст­венные нужды составляло уже около 20 км³ в год [Шикломанов, 1976], что равняется 50% ежегодных суммарных изъятий из рек Каспийского бассейна. Всего с 1940 по 1982 г. море "недополучило" свыше 800 км³ речной воды, что может быть почти соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматических условиях.

Поскольку объем атмосферных осадков, выпадающих на акваторию моря, существенно меньше объема речного стока, влияние осадков на меж­годовые изменения уровня моря значительно меньше, чем речного стока.

С начала столетия прослеживается тенденция увеличения осадков, выпадающих на поверхность моря. Их доля в водном балансе изменялась от 15% в начале столетия до 23% в 1978—1982 гг., когда на поверхность моря в среднем за год выпадало 257 мм, что существенно превышало среднемноголетнюю норму (191 мм). Наибольшее количество осадков — около 112 км³ (308 мм) — было зарегистрировано в 1969 г., наименьшее — около 50 км³ (132 мм) — в 1944 г. Таким образом, размах колебаний количества осадков составил около 60 км³ (178 мм слоя). В течение года наименьшее количество осадков выпадает в летние месяцы — июль-август(табл. 3).

Табл. 2. Внутригодовое распределение стока Волги (у с. Верхнего Лебяжьего) в 1900-1982 гг

Табл. 3. Внутригодовое распределение количества атмосферных осадков выпадающих на поверхность Каспия.

Испарение с поверхности моря — основная расходная составляющая водного баланса. Из-за отсутствия достаточного количества фактических наблюдений его величина в настоящее время оценивается по различным теоретическим и эмпирическим формулам. Использование методики расчета, разработанной в ГОИНе [Гоптарев, Панин, 1970], позволило уточнить межгодовое и Внутригодовое распределение величин испарения по акватории Каспия. На акватории моря наиболее высокая величина испарения характерна для Северного Каспия, а наиболее низкая — для Среднего Каспия.
Анализ межгодовых изменений величин испарения в текущем столетии показал, что самое интенсивное испарение было в 30-х годах, чему способст­вовала засушливость климата, связанная с преобладанием антициклони­ческого режима циркуляции атмосферы на значительной части ETC, что вызвало повышенное испарение не только в водосборном бассейне моря, но и на его акватории. В это время с поверхности моря ежегодно испаря­лось около 395 км³ воды — намного больше, чем ее поступало в море. В результате в 1930—1941 гг. море "потеряло" около 740 км³ воды.

Для испарения с поверхности Каспия характерны незначительные межгодовые изменения, свидетельствующие об относительной устойчивости этого фактора. Однако следует отметить, что в связи с понижением уровня моря и соответствующим сокращением площади его зеркала происходит изменения объема испаряющейся воды.

Сезонная изменчивость испарения более значительна, чем межгодовая. Так, с июня по декабрь с поверхности моря испаряется около 70% годового объема воды (табл. 4).